PhyloAlpes - Échantillonnage systématique de la biodiversité végétale

Fiche projet
Station Alpine Joseph Fourier
1. Titre du projet
PhyloAlps
Echantillonnage systématique de la biodiversité végétale : vers une
phylogénie et un code barre génétique de la Flore Alpine
2. Mots clés (par ordre d’importance)
Flore alpine, phylogénie, code barre ADN, inventaire de biodiversité, herbier de référence,
conservation, changements globaux
3. Durée et déroulement du projet (début-fin)
2008-2016
4. Source(s) de financement
- ANR-IFB DIVERSITALP ‘Impacts des changements globaux sur la flore des Alpes
Françaises : distribution des diversités spécifiques, fonctionnelles et phylogénétiques,
simulations et stratégies de conservations’ (2008-2011)
- ERC TeemBio 'Towards eco-evolutionary models of biodiversity' (2012-2016)
5. Responsable(s) du projet (email)
Sébastien Lavergne, Laboratoire d’écologie alpine (sebastien.lavergne@ujf-grenoble.fr)
Wilfried Thuiller, Laboratoire d’écologie alpine (sebastien.lavergne@ujf-grenoble.fr)
6. Principaux acteurs
- Laboratoire d’Ecologie Alpine : Sébastien Lavergne, Wilfried Thuiller, Cristina Roquet
- Laboratoire d’Ecologie Alpine, plate-forme MARMOL : Marti Boleda, Ludovic Gielly
- Station Alpine Joseph Fourier : Serge Aubert, Rolland Douzet
7. Collaborations
En France :
- Conservatoire Botanique National Alpin : Luc Garraud, Jéremie van Es, Gilles Pache,
Sylvain Abdhullak, Noémie Fort, Véronique Bonnet (et d'autres encore...)
- Conservatoire Botanique National Méditerranéen : Virgile Noble
- Parcs Nationaux : Parc National de Ecrins (Richard Bonet, Cédric Dentant), Parc
National du Mercantour (Marie-France Leccia), Parc National de la Vanoise (Thierry
Delahaye)
A l’étranger :
- Swiss Federal Research Institute, WSL (Niklaus Zimmermann)
- Suisse: S. Eggenberg, A. Möhl
8. Objectifs et contexte du projet 1/2 page maximum
Ce projet s’inscrit dans une démarche globale d’inventaire systématique de la
biodiversité, de développement de nouvelles métriques de biodiversité (diversité
fonctionnelle et phylogénétique) et de méthodes standardisées de mesures de la
biodiversité (code barre ADN). Sur la base du travail d’inventaire de la flore alpine
française réalisé par les Conservatoires Botaniques Nationaux (CBNA, CBNM), l’objectif
de ce projet est de réaliser un échantillonnage systématique de toutes les espèces de
végétaux vasculaires du domaine alpin. Cet échantillonnage sera utilisé pour réaliser un

important travail de séquençage génétique de masse afin d’élaborer une banque de
séquences ADN pour toute la flore alpine. Ces données génétiques serviront ensuite à :
(i) inférer les relations phylogénétiques de l’ensemble des espèces de la flore alpine et
donc de retracer son histoire de diversification évolutive ; et,
(ii) développer un code barre ADN pour les espèces végétales de la zone d’étude, utile
pour l’évaluation standardisée et le monitoring de la biodiversité végétale.
Ce projet implique non seulement des partenaires français (Parcs Nationaux alpins,
Conservatoires Botaniques Nationaux alpin et méditerranéen) mais aussi des partenaires
étrangers pour étendre l’échantillonnage à l’ensemble de l’Arc Alpin.
9. Approches/méthodes: quelques lignes
Le projet se base sur la liste de taxons reconnus valides par le CBNA (et mise en
relation avec la délimitation taxonomique de Flora Alpina), ce qui équivaut à environ 3,000
espèces pour le seul domaine alpin français. Chaque espèce est échantillonnée dans
deux populations distinctes et les échantillons conservés dans du silicagel. Chaque
échantillon d’espèce est aussi accompagné d’un échantillon d’herbier, qui pourra par
ailleurs être conservé par le CBNA pour la confection d’un herbier de référence.
Ces échantillons sont ensuite utilisés pour, après extraction de l’ADN, réaliser un
séquençage massif (pyroséquençage, technologie Sodexa ou prochaine génération) sur
des régions cibles du génôme nucléaire et/ou chloroplastique. Ces données de séquence
seront ensuite utilisées pour développer :
- des analyses phylogénétiques : nous utiliserons une approche mixte entre supermatrice
et super-arbre, ou les recherches heuristiques (méthode bayésienne)
seront contraintes par les relations phylogénétiques connues (et largement
vraisemblables) entre grands clades angiospermes.
- des codes barres ADD qui seront dans la mesure du possible spécifique de chaque
espèce de la région d’étude.
10. Résultats attendus: 1/2 page environ
Les résultats auront des implications à la fois appliquées et fondamentales.
(i) Du point de vue appliqué, les résultats permettront le développement de nouvelles
métriques de biodiversité prenant en compte l’histoire évolutive des espèces. Ces
métriques pourront être utilisées pour caractériser la distribution actuelle et future de la
biodiversité dans un contexte des changements globaux. Ce projet servira aussi au
développement de techniques de mesures standardisées de a biodiversité, notamment via
le développement e code barres spécifiques, permettant l’évaluation rapide des espèces
présentes dans un milieu donné.
(ii) Du point de vue fondamental, les résultats de ce projet permettront aussi de
comprendre quels mécanismes évolutifs ont permis l’émergence et la diversification de la
flore alpine, c’est à dire l’émergence d’espèces adaptées aux milieux alpins. On s’attendra
notamment à ce que l’évolution de traits fonctionnels permettant une adaptation aux
conditions climatiques stressantes aient constitué des adaptations clefs pour la
colonisation des milieux alpins, et l’émergence du biome alpin. Cette histoire évolutive de
la flore alpine pourrait aussi influencer la structure des communautés végétales actuelles,
avec notamment certaines communautés composées d’espèces phylogénétiquement plus
proches (phylogenetic clustering) dans les milieux très stressants (donc impliquant un filtre
sélectif important). Ceci pourrait aussi jouer un rôle très important dans la réponse des
communautés alpines aux changements climatiques.

11. Références bibliographiques
Smith, S. A., J. M. Beaulieu, and M. J. Donoghue. 2009. Mega-phylogeny approach for
comparative biology: an alternative to supertree and supermatrix approaches. BMC
Evolutionary Biology 9:37-48.
Taberlet, P., E. Coissac, F. Pompanon, L. Gielly, C. Miquel, A. Valentini, T. Vermat et al. 2007.
Power and limitations of the chloroplast trnL (UAA) intron for plant DNA barcoding. Nucleic
Acids Research 35:e14(11-18).